[发明专利]一种纳米线表面等离子体激光器

摘要

本发明公开了一种纳米线表面等离子体激光器，该激光器包含一种纳米线表面等离子体激光器结构，包含基底层(4)、位于其上方的被介质层(3)包覆的金属纳米线(1)和与其紧密相连的增益介质纳米线(2)以及包层(5)。金属纳米线和增益介质纳米线的耦合，可显著地限制光场分布，实现对激光器输出光场的二维亚波长约束，同时仍能保持较低的传输损耗。所述纳米线表面等离子体激光器与现有的纳米线加工工艺相匹配，简化了基于多层结构表面等离子体激光器相对复杂的加工过程，为平面集成纳米有源器件的实现提供可能。

主权项

一种纳米线表面等离子体激光器结构，包含金属纳米线、增益介质纳米线、包覆金属纳米线的介质层、以及基底层和包层，其中包覆介质层的金属纳米线与位于其一侧的增益介质纳米线沿长度方向紧密相接，且两者均位于基底层上；金属纳米线的最大宽度为激光器输出光的波长的0.04‑0.5倍，其最大高度为激光器输出光的波长的0.04‑0.5倍；包覆金属纳米线的介质层与金属纳米线紧密相邻且厚度均匀，且其厚度为激光器输出光的波长的0.01‑0.1倍；增益介质纳米线在激光器输出光的波长上具有光学增益，其最大宽度为激光器输出光的波长的0.04‑0.5倍，其最大高度为激光器输出光的波长的0.04‑0.5倍，且其高度不超过金属纳米线高度的1.5倍；金属纳米线和增益介质纳米线的纵向长度不超过100微米，且两者长度相等；在长度方向上，金属纳米线、包覆金属纳米线的介质层以及增益介质纳米线横截面形状和尺寸均保持不变；包覆金属纳米线的介质层的材料折射率不低于1.4，基底层的材料折射率不低于包层和包覆金属纳米线的介质层的材料折射率，包层和包覆金属纳米线的介质层的材料可为相同材料或不同材料，增益介质纳米线的材料折射率高于基底层、包层以及包覆金属纳米线的介质层的材料折射率，基底层、包层以及包覆金属纳米线的介质层的材料折射率的最大值与增益介质纳米线的材料折射率的比值小于0.75。